跟尤达大师学原力发电

如果要给所有的科幻电影搞个影响力排行，《星球大战》系列若说它是第二，恐怕就没谁敢说自己是第一了。随着续作《原力觉醒》的上映，各种风光的天体星球，威风霸气的宇宙战舰，千奇百怪的外星人物……星战系列中许多经典的形象和场景再次给大家带来一股星战热潮。不过，要在这些经典中选一个最经典的，无疑还是那个超级重要的，支撑整个星战系列的，没有它电影就演不下去的，连标题都要由它组成的东西——原力。

什么，你问为什么不是嗡嗡嗡满屏幕乱闪的光剑？哦，拜托，没有原力来启动的光剑就跟你家里的手电筒差不多，电影中那些无比精彩的光剑大战本质上还是原力的比拼。那没看过原作的读者肯定要问了，这个神秘兮兮的“原力”到底是什么？

所谓“原力”，其实是《星球大战》系列电影中的核心概念，一种被描述成超自然的而又无处不在的神秘力量，是绝地武士（电影中的大部分正派）和西斯（反派）两方依靠和追求的力量所在。哇！等等，这老神棍一样的解释是怎么回事？科普杂志上写这些东西会不会跑题了？咳咳，不用担心，本期栏目我们并不去讨论原力到底是什么，因为即使是电影中把光剑舞得刷刷转的绝地武士们也没几个说得清的，我们要讨论的是—既然原力这么厉害，那用它来发电效果如何呢？

为了解决这个问题，我们需要《星球大战》系列中最受人爱戴的角色—尤达大师的协助，因为他老人家不仅掌握原力的本领数一数二，而且很好说话并乐于帮助年轻人（反正我们是不敢请黑武士帮忙）。电影中展现尤达大师原力之强大的镜头不少，但真正能帮助我们量化研究原力的还是《星球大战》正传第一部里，尤达大师将坠入沼泽中的X翼战机提升起来的那一幕。虽然剧情上尤达大师这么做是为了锻炼主人公卢克的意志，但在物理学的层面上，这正好是一个将原力这种未知能量转换成我们熟悉的能量—机械能—的过程，这样就方便我们计算了。

机械能

机械能是日常生活中最常见的一种能量形式，比如你跑步时就是将身体内储存的能量转化成机械能的过程。物理学将其定义为动能与势能的总和，它的大小与物体的质量、所处位置以及运动的速度有关。

接下来就是物理课考试时间了，问：将一个物体提升到某一高度，所需要的能量等于该物体的质量乘以重力加速度，再乘以所提升的高度。那么，电影中尤达大师将X翼战机提升出沼泽水面需要多少能量呢？咳咳……好吧，看来这不止是一道物理题，还是一道重度星战发烧友测试题啊，我们还得考证一些数据才行（友情提醒，如果你对一长串的数字感到头疼，请直接跳过考证过程看结果吧）。

《星球大战》官方给出的X翼战机数据是机身长度为12.5米，但由于制造材料不明，所以机身重量未知，不过估计也不会很轻，否则尤达大师就不会用这个来考验卢克了。我们假设X翼战机的材料和我们现实世界中的F22战斗机差不多（即密度相同），F22有19米长，空重19700千克，那X翼战机大概就重达5600千克。

尤达大师将X翼战机升出水面的高度大约是战机起落架的高度，这个大约有1.4米。整个提升过程中大师控制得相当平稳，耗时约3.5秒。而他们所在的那颗星球—达戈巴行星，电影中设定的引力大小约为地球的0.9倍，则重力加速度就是0.9g（g为地球的重力加速度，数值大小约为9.8）。

那么，5600×0.9×9.8×1.4 = 69148.8焦耳

现在答案呼之欲出：尤达大师释放的原力能量大小为69148.8焦耳（焦耳是能量大小的单位），我们取整就是将近70000焦耳的能量，再用它除以时间3.5秒，得出尤达大师用原力“发功”的功率为20000瓦。20000瓦有多大呢？大家想一想家里用的电器的功率，电饭煲是500瓦，冰箱是100瓦，电脑是200瓦，最费电的空调一般为1000瓦……如此看来，若将尤达大师的原力完全转化成电力，就算是你家里的电器全部打开运转，也就大约只用了原力发出电量的十分之一而已，真是超棒的能源啊，而且绿色无污染！

如果你对尤达大师的原力还是没什么概念，我们不妨将其与普通的人类比较一下。虽然现实世界中没有原力（至少目前还没有发现），但人类的大脑能通过脑电流来向身体传递信号，而脑电流的本质是神经元产生的离子电流，假设将这种电流转换成可供电器使用的电流，它与尤达大师的原力发电相比会有什么结果呢？那么，接下来就是物理课考试附加题的时间了（再次友情提醒，如果你还没有接触过能量、功率这些物理概念，请再次跳过计算过程直接看结果吧）。

人脑大约有800亿个神经元，但这些神经元并不是全部同时处于工作状态的，同一时间内只有大约1%，也就是8亿个神经元处于激活状态。当传递信号时，一个神经元会产生大约0.000000001安培的电流（安培是电流的单位），电压的变化值大约为0.105伏特（伏特是电压的单位），根据功率的大小等于电流值乘以电压值，计算出8亿个神经元总共产生电能的功率约为0.084瓦，这就是一般情况下人类脑电流产生功率的大小，与尤达大师那20000瓦的功率相比，小的都可以忽略不计了。

虽然这样估算下来，尤达大师用原力发电的效果确实惊人，但原力毕竟只是电影中的概念，我们也只能像做物理考试题一般地幻想一下而已。不过话说回来，尤达大师曾说过“绝地武士把原力用于知识和防御，绝不用于进攻”，不知道发电算是哪类范畴呢？